Victor Khasiev Analog Devices 公司

引言

負電壓被用于為汽車(chē)信息娛樂(lè )系統中數量越來(lái)越多的 LCD 顯示屏供電。同樣，在工業(yè)和鐵路環(huán)境中，負電壓軌可滿(mǎn)足儀表和監視應用的需要。在所有的情況下，負電壓軌均必須用正電源產(chǎn)生，但是正至負 IC 不像降壓型控制器那樣容易獲得。制造商不太可能擁有經(jīng)過(guò)測試的合格負輸出轉換器，卻很可能已經(jīng)有了一些經(jīng)過(guò)核準的降壓型控制器，例如 LTC3892 雙輸出控制器。為避免因測試專(zhuān)用負輸出轉換器招致額外的耗時(shí)和成本，可使用 LTC3892 雙輸出降壓型控制器以 Ćuk 拓撲產(chǎn)生負輸出電壓。

雙輸出轉換器：–12 V/3 A 和 3.3 V/10 A

LTC3892 是一款雙輸出控制器，其中一個(gè)輸出可用于提供一個(gè)正電壓，而另一個(gè)通道則用于產(chǎn)生一個(gè)負電壓，如圖 1 所示。這款解決方案的輸入電壓范圍為 6 V 至 40 V，其中 VOUT1 等于 3.3 V (10 A)，VOUT2 等于 –12 V (3 A)。VOUT1 配置為直通式降壓型轉換器拓撲，具有功率鏈路組件 Q2、Q3、L1，以及輸出濾波電容器。將輸出設定為 3.3 V 無(wú)需在 VFB 引腳上布設分壓器 (直接連接至輸出)，因為 LTC3892-2 具有固定的 3.3 V 或 5 V 輸出 (分別通過(guò)將 VPRG1 接地或連接至 INTVCC 來(lái)設定)。

圖 1.一款用于產(chǎn)生正電壓和負電壓的解決方案。VOUT1 為 3.3 V (10 A)，VOUT2 為 –12 V (3 A) 

VOUT2 是一個(gè)負輸出電壓 (相對于 GND)。運放 U2 (LT1797) 連線(xiàn)為一個(gè)差分放大器，用于檢測該負電壓并將其調整為 LTC3892 誤差放大器 (EA) 的 0.8 V 基準。在這一方法中，LTC3892 的 EA 和這個(gè)運放均參考于系統 GND，從而簡(jiǎn)化了電源控制和功能。用于設定負輸出電壓的種子公式為：

VOUT2 采用異步 Ćuk 拓撲，并包括功率鏈路組件 Q1、D1、L2 和輸出濾波電容器。Ćuk 拓撲在其他技術(shù)文獻中有廣泛涉及，所以這里就不詳細介紹了。功率鏈路組件上承受的應力可用下面的公式概括： 

這款解決方案的評估采用了 DC2727A 演示板，圖 2 示出了 VOUT2 效率。另外，這種方法在我們 LTC3892-2 的 LTspice® 仿真模型中也是可用的。

 

圖 2.在 14 V 輸入時(shí)負輸出 (VOUT2) 的效率 

結論

LTC3892 是一款通用和靈活的控制器，雖然在表面上是專(zhuān)為同步降壓型轉換而設計的，但是它也可在 Ćuk 拓撲中使用，為汽車(chē)、工業(yè)和其他應用產(chǎn)生正電壓和負電壓。